射线探测机制
放射性物质衰变会释放 α 粒子、β 粒子、γ 射线等,其中 γ 射线穿透能力强,常作为主要探测对象。系统利用碘化钠(NaI)、高纯锗(HPGe)等探测器捕捉 γ 射线。以 NaI 探测器为例,γ 射线撞击 NaI 晶体使其原子受激发光,光电倍增管将光信号转化为电信号,实现对 γ 射线的探测。不同探测器对 γ 射线的探测效率和能量分辨率不同,HPGe 探测器能量分辨率出色,可精确区分不同能量的 γ 射线,有助于识别放射性核素种类。
成像定位算法
编码孔成像技术:编码孔成像类似相机针孔成像,通过复杂编码板结构提高成像效率和分辨率。编码板上小孔按特定排列,放射性物质发出的 γ 射线穿过编码板后,在探测器上形成特定图案。通过解码图案,利用计算机算法反推 γ 射线入射方向和强度分布,构建放射性物质的二维或三维图像,实现精确定位。在核设施退役项目中,该技术能快速定位隐藏在复杂设备内部的残留放射性源。
康普顿成像技术:利用 γ 射线与物质相互作用产生的康普顿散射现象成像。γ 射线与探测器内原子发生康普顿散射时,能量和方向改变。通过测量散射光子的能量和散射角度,依据康普顿散射公式,反推初始 γ 射线的入射方向和位置信息。康普顿成像技术可在大视场范围内对放射性物质定位,适用于大面积区域的快速扫描监测,如港口对集装箱进行放射性筛查。